遺傳學(xué)講義第7

1、第七章細(xì)菌和噬菌體 的重組和連鎖10/3/20221第一節(jié) 細(xì)菌和病毒遺傳研究的意義一、細(xì)菌的生物學(xué)特征二、病毒的生物學(xué)特征三、細(xì)菌和病毒在遺傳研究中的優(yōu)越性四、細(xì)菌和病毒的擬有性過程五、細(xì)菌遺傳的實(shí)驗(yàn)研究方法10/3/20222一、細(xì)菌的生物學(xué)特征細(xì)菌是單細(xì)胞生物，完成每個(gè)世代只需20分鐘，而且容易得到它的生化突變型，它不僅在醫(yī)學(xué)上和農(nóng)業(yè)上重要，而且從進(jìn)化角度上也是異常成功的，因?yàn)樗紦?jù)地球上大部分的生物干重。研究細(xì)菌遺傳的方法：主要是對細(xì)菌菌落形態(tài)的遺傳研究 (如圖，霉菌菌落) 10/3/20223霉菌菌落10/3/20224大腸桿菌10/3/20225一、細(xì)菌的生物學(xué)特征原則上說，培養(yǎng)皿

2、中每個(gè)細(xì)菌長成的菌落應(yīng)具有共同的遺傳組成，但是由于偶然發(fā)生的突變：形態(tài)性狀的突變，生理特性的突變或抗性的突變，而使這些突變后的細(xì)菌所形成的菌落與其他的菌落有所不同。菌落形態(tài)性狀的突變包括：菌落的形狀、顏色和大小等。 生理特性的突變包括：喪失合成某種營養(yǎng)物質(zhì)能力的營養(yǎng)缺陷型。抗性突變包括：抗藥性或抗感染性。 10/3/20226二、病毒的生物學(xué)特征病毒是比細(xì)菌更為簡單的生物，它們也只有一條染色體，即單倍體。有些病毒的染色體是DNA，還有一些病毒是RNA。 病毒主要是由蛋白質(zhì)外殼及其包被的核酸所組成的顆粒。病毒可根據(jù)宿主(動(dòng)物、植物、細(xì)菌)或遺傳物質(zhì)(DNA或RNA)來分類。細(xì)菌病毒(Bacter

3、ial phage)，稱為噬菌體(phage)(如圖)，是目前經(jīng)過廣泛研究，了解比較清楚的一種病毒。10/3/20227噬菌體10/3/20228三、細(xì)菌和病毒在遺傳研究中的優(yōu)越性細(xì)菌和病毒在遺傳研究中的優(yōu)越性可以歸納為： 世代周期短，繁殖世代所需時(shí)間短；易于操作管理和進(jìn)行化學(xué)分析(純培養(yǎng)與代謝產(chǎn)物累積)；便于研究基因的突變(表現(xiàn)與選擇)；便于研究基因的作用(突變型生長條件與基因作用)；便于研究基因的重組(重組群體大、選擇方法簡便有效)；遺傳物質(zhì)比較簡單，可作為研究高等生物的簡單模型；10/3/20229四、細(xì)菌和病毒的擬有性過程雖然細(xì)菌和病毒不具備象真核生物配子進(jìn)行融合的有性過程，但它們的遺

4、傳物質(zhì)也能從一個(gè)細(xì)胞傳遞到另一個(gè)細(xì)胞，并且也能形成重組體。 細(xì)菌獲取外源遺傳物質(zhì)有四種不同的方式：轉(zhuǎn)化，接合，轉(zhuǎn)導(dǎo)和性導(dǎo)。當(dāng)一個(gè)細(xì)菌被一個(gè)以上的病毒粒子所侵染時(shí)，噬菌體也能在細(xì)菌體內(nèi)交換遺傳物質(zhì)。如果兩個(gè)噬菌體屬于不同品系，它們之間可以發(fā)生遺傳物質(zhì)的部分交換(重組)。下面將敘述細(xì)菌和噬菌體遺傳物質(zhì)的交換過程，并且將利用這些方法作出細(xì)菌和噬菌體的染色體圖。10/3/202210 五、細(xì)菌遺傳的實(shí)驗(yàn)研究方法(一) 細(xì)胞計(jì)數(shù)(培養(yǎng)物細(xì)胞濃度)(二) 建立純系的方法(三) 選擇培養(yǎng)法鑒定突變型與重組型(四) 突變型與重組型的批量篩選方法10/3/202211細(xì)菌培養(yǎng)10/3/202212(一) 細(xì)胞計(jì)

5、數(shù)(培養(yǎng)物細(xì)胞濃度)培養(yǎng)物中微生物計(jì)數(shù)方法是微生物學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)技術(shù)，其基本思路是：對原培養(yǎng)物進(jìn)行連續(xù)稀釋；進(jìn)行平板涂抹培養(yǎng)；由于每個(gè)細(xì)胞形成一個(gè)菌落，計(jì)數(shù)菌落數(shù)；根據(jù)稀釋倍數(shù)計(jì)算原培養(yǎng)物中的細(xì)胞濃度。10/3/202213細(xì)胞計(jì)數(shù)(培養(yǎng)物細(xì)胞濃度)10/3/202214(二) 建立純系的方法純培養(yǎng)挑取由單個(gè)細(xì)胞繁殖而來的菌落進(jìn)行培養(yǎng)就可以獲得由一個(gè)細(xì)胞繁殖而來的純系。通常采用平板表面涂布法或劃線法可以獲得單菌落。這種方法獲得的純系，稱為“菌種純”。有時(shí)采用顯微操縱器進(jìn)行菌絲尖端切割等方法從單個(gè)細(xì)胞直接培養(yǎng)建立純系。采用這種方法獲得的純系稱為“菌株純”。10/3/202215建立純系的方法純培養(yǎng)

6、10/3/202216(三) 選擇培養(yǎng)法鑒定突變型與重組型許多細(xì)菌的突變都與培養(yǎng)基營養(yǎng)成分及培養(yǎng)條件有關(guān)。營養(yǎng)缺陷型的篩選、鑒定：選擇培養(yǎng)法是根據(jù)菌株在基本培養(yǎng)基和營養(yǎng)培養(yǎng)基上的生長表現(xiàn)將菌株分為原養(yǎng)型(也稱為原生營養(yǎng)型)與營養(yǎng)缺陷型(在基本培養(yǎng)基上不能正常生長，只能在相應(yīng)的營養(yǎng)培養(yǎng)基上生長)。營養(yǎng)突變型的篩選、鑒定方法與紅色面包霉生化突變型的鑒定方法基本一致。10/3/202217(三) 選擇培養(yǎng)法鑒定突變型與重組型許多細(xì)菌的突變都與培養(yǎng)基營養(yǎng)成分及培養(yǎng)條件有關(guān)。其它突變類型的篩選、鑒定：對于其它的突變類型(如溫度敏感型)，也可以通過培養(yǎng)條件的選擇培養(yǎng)來篩選與鑒定。10/3/202218(四

7、) 突變型與重組型的批量篩選方法選擇培養(yǎng)法一次可鑒定、篩選一種突變型，但要檢測分離含有多種突變型的混和菌株，僅采用選擇培養(yǎng)法要進(jìn)行多次試驗(yàn)才能夠達(dá)到目的、效率太低。10/3/202219(四) 突變型與重組型的批量篩選方法為高效檢測、分離混和群體中不同突變型，黎德伯格夫婦設(shè)計(jì)了影印培養(yǎng)法。該方法原理與選擇培養(yǎng)法一致，但是采用影印法將在完全培養(yǎng)基上單菌落同時(shí)接種到不同選擇培養(yǎng)基上同時(shí)對所有菌落進(jìn)行選擇培養(yǎng)，鑒定效率大大提高。10/3/202220影印培養(yǎng)法10/3/202221影印培養(yǎng)法10/3/202222(四) 突變型與重組型的批量篩選方法注意：(1)最初的培養(yǎng)基必須是非選擇性的，即各種突變

8、型都能夠在其上生長；(2)必須采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄈ缤坎蓟騽澗€法，以使培養(yǎng)物菌落之間要分開。10/3/202223第二節(jié) 細(xì)菌的遺傳重組一、轉(zhuǎn)化二、接合三、性導(dǎo)10/3/202224一、轉(zhuǎn)化(transformation)(一)、細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(二)、轉(zhuǎn)化過程*(三)、共同轉(zhuǎn)化與遺傳圖譜繪制10/3/202225(一)、細(xì)菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1. 基礎(chǔ)知識野生型肺炎雙球菌(Strep-tococcus pneumoniae)菌落為光滑型，一種突變型為粗糙型，兩者根本差異在于莢膜形成；莢膜的主要成分是多糖，具特殊的抗原性；不同抗原型是遺傳的、穩(wěn)定的，一般情況下不發(fā)生互變。10/3/2022262. Griffit

9、h轉(zhuǎn)化研究(1928)10/3/202227Griffith對其試驗(yàn)結(jié)論及發(fā)展根據(jù)上述研究結(jié)果Griffith認(rèn)為：(有毒)死細(xì)菌中的某種物質(zhì)轉(zhuǎn)移到(無毒)活細(xì)菌中，并使之具有毒性，導(dǎo)致小家鼠死亡。他將這種細(xì)菌遺傳類型的轉(zhuǎn)變稱為轉(zhuǎn)化，并將引起轉(zhuǎn)化的物質(zhì)稱為轉(zhuǎn)化因子(tranforming principle)。但是當(dāng)時(shí)的化學(xué)與生化分析技術(shù)還無法鑒定殺死細(xì)菌中的成分，因而不知轉(zhuǎn)化因子為何物。10/3/202228Griffith對其試驗(yàn)結(jié)論及發(fā)展以后一些研究者重復(fù)上述試驗(yàn)，并且加入了體外培養(yǎng)試驗(yàn)，即：將加熱殺死的SIII細(xì)菌與無毒RII細(xì)菌混合培養(yǎng)，然后注入小家鼠體內(nèi)，同樣導(dǎo)致家鼠死亡。表明：細(xì)

10、菌在培養(yǎng)條件下也能夠?qū)崿F(xiàn)遺傳類型間的定向轉(zhuǎn)化。10/3/2022293. 阿維利(Avery)等的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)(1944)10/3/202230實(shí)驗(yàn)結(jié)論上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：來源于加熱殺死的SIII細(xì)菌，并使 RII細(xì)菌轉(zhuǎn)化成為SIII型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子是DNA。正是在這一認(rèn)識的基礎(chǔ)上，將轉(zhuǎn)化定義為： 某一基因型的細(xì)胞從周圍介質(zhì)中吸收來自另一基因型的DNA而使它的基因型和表現(xiàn)型發(fā)生相應(yīng)變化的現(xiàn)象。10/3/202231實(shí)驗(yàn)結(jié)論Avery等人的實(shí)驗(yàn)實(shí)際上也表明：決定細(xì)菌遺傳類型的物質(zhì)是DNA，即證明了DNA就是遺傳物質(zhì)。但由于他們采用的實(shí)驗(yàn)方法當(dāng)時(shí)不被人們廣泛接受，而且得出的結(jié)論與當(dāng)時(shí)人們的傳統(tǒng)觀念(認(rèn)為

11、蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì))不符合，而長期沒有得到人們的承認(rèn)。10/3/202232(二)、轉(zhuǎn)化過程轉(zhuǎn)化現(xiàn)象在細(xì)菌中是一種普遍現(xiàn)象。不同細(xì)菌轉(zhuǎn)化過程有一定差異，但是它們都存在幾個(gè)共同特征，即：1. 感受態(tài)與感受態(tài)因子：感受態(tài)指細(xì)菌能夠從周圍環(huán)境中吸收DNA分子進(jìn)行轉(zhuǎn)化的生理狀態(tài)。感受態(tài)主要受一類蛋白質(zhì)(感受態(tài)因子)影響，感受態(tài)因子可以在細(xì)菌間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，從感受態(tài)細(xì)菌中傳遞到非感受態(tài)細(xì)菌中，可以使后者變?yōu)楦惺軕B(tài)。10/3/202233(二)、轉(zhuǎn)化過程轉(zhuǎn)化現(xiàn)象在細(xì)菌中是一種普遍現(xiàn)象。不同細(xì)菌轉(zhuǎn)化過程有一定差異，但是它們都存在幾個(gè)共同特征，即：1. 感受態(tài)與感受態(tài)因子：一般認(rèn)為感受態(tài)出現(xiàn)在細(xì)菌對數(shù)生長后期，并且

12、某些處理過程可以誘導(dǎo)或加強(qiáng)感受態(tài)，以大腸桿菌為例，用Ca2+處理對數(shù)生長后期的大腸桿菌可以增強(qiáng)其感受能力。10/3/202234(二)、轉(zhuǎn)化過程2.供體(donor)DNA與受體(receptor)細(xì)胞結(jié)合(binding)：結(jié)合發(fā)生在受體細(xì)胞特定部位(結(jié)合點(diǎn))；對供體DNA片段有一定要求；結(jié)合過程是一個(gè)可逆過程。10/3/202235(二)、轉(zhuǎn)化過程3.DNA攝?。寒?dāng)細(xì)菌結(jié)合點(diǎn)飽和之后，細(xì)菌開始攝取外源DNA；細(xì)菌在攝取外源DNA時(shí)，由DNA移位酶降解其中一條鏈，并利用降解這條鏈產(chǎn)生的能量，將另一條鏈拉進(jìn)細(xì)胞中。 10/3/202236(二)、轉(zhuǎn)化過程4.聯(lián)會(huì)(synapsis)與外源DNA

13、片段整合(integration)：整合就是指單鏈的轉(zhuǎn)化DNA與受體DNA對應(yīng)位點(diǎn)的置換，從而穩(wěn)定地?fù)饺氲绞荏wDNA中的過程。實(shí)際上就是一個(gè)遺傳重組的過程。因而研究整合的分子機(jī)制事實(shí)上也為遺傳重組的分子機(jī)制作出了貢獻(xiàn)。10/3/202237細(xì)菌轉(zhuǎn)化過程10/3/202238細(xì)菌轉(zhuǎn)化過程10/3/202239*(三)、共同轉(zhuǎn)化與遺傳圖譜繪制利用共同轉(zhuǎn)化繪制細(xì)菌連鎖遺傳圖譜的基本原理：相鄰基因發(fā)生共同轉(zhuǎn)化的概率與兩者的距離間成正向關(guān)系，基因間距離越近，發(fā)生共同轉(zhuǎn)化的頻率越高，反之越低。因此可能通過測定兩基因共同轉(zhuǎn)化的頻率來指示基因間的相對距離。10/3/202240二、接合(一)、接合現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和

14、證實(shí)(二)、F因子及其在雜交中的行為*(三)、中斷雜交試驗(yàn)作圖10/3/202241(一)、接合現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和證實(shí)黎德伯格(Lederberg)和塔特姆(Tatum)大腸桿菌雜交試驗(yàn)：材料：大腸桿菌(Escherichia coli)K12菌株的兩個(gè)營養(yǎng)缺陷型品系：A甲硫氨酸缺陷型met-和生物素缺陷型bio-；B蘇氨酸缺陷型thr-和亮氨酸缺陷型leu-。方法：將A、B混和，在基本培養(yǎng)基(固體)上涂布培養(yǎng)。結(jié)果：平板上長出原養(yǎng)型菌落(+)。10/3/20224210/3/202243幾種可能解釋及其分析對上述試驗(yàn)結(jié)果原養(yǎng)型菌落可能產(chǎn)生于：親本細(xì)菌A或B發(fā)生了回復(fù)突變；兩品系細(xì)胞通過培養(yǎng)基交換養(yǎng)

15、料互養(yǎng)作用；兩品系間發(fā)生了轉(zhuǎn)化作用；發(fā)生細(xì)胞融合，形成了異核體或雜合二倍體。為了驗(yàn)證這些原養(yǎng)型菌落產(chǎn)生的可能而進(jìn)行的研究最終表明：這些解釋均不成立。10/3/202244(一)、接合現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和證實(shí)經(jīng)過上述分析可以認(rèn)為：在Lederbery和Tatum及其它類似試驗(yàn)中，發(fā)生了一種不同于轉(zhuǎn)化的遺傳重組方式，稱之為接合。10/3/202245(一)、接合現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和證實(shí)Hayes(1952)研究表明：大腸桿菌兩種不同菌株(品系)接合過程中遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移是單向的；從而認(rèn)為大腸桿菌存在兩種類型品系：雌性與雄性分別作為接合過程中遺傳物質(zhì)的供體與受體。10/3/202246(一)、接合現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和證實(shí)接合

16、(conjugation)：遺傳物質(zhì)從供體(donor) (“雄性”)轉(zhuǎn)移到受體(receptor) (“雌性”)的重組過程。10/3/202247(二)、F因子及其在雜交中的行為1. F因子：Hayes等進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌在接合中作供體的能力受細(xì)胞內(nèi)一種致育因子(fertility factor, F因子; sex factor, 性因子)控制。攜帶F因子的菌株稱供體菌或雄性，用F+表示，沒有F因子的菌株稱為雌性，用F-表示。 F因子的化學(xué)本質(zhì)是DNA，可以自主狀態(tài)存在于細(xì)胞質(zhì)中或整合到細(xì)菌的染色體上。F因子可以在細(xì)菌細(xì)胞間進(jìn)行轉(zhuǎn)移并傳遞遺傳物質(zhì)。10/3/202248(二)、F因子及

17、其在雜交中的行為10/3/202249F因子的存在狀態(tài)以大腸桿菌為例，F(xiàn)因子能夠以三種狀態(tài)存在：沒有F因子，即F-；包含一個(gè)自由狀態(tài)的F因子，即F+；包含一個(gè)整合到自己染色體組內(nèi)的F因子，即Hfr (如圖)。10/3/202250F因子的存在狀態(tài)10/3/202251F因子的存在狀態(tài)10/3/2022522. F因子及其在雜交中的行為當(dāng)F+細(xì)菌和F-細(xì)菌接合時(shí) (F+ F-)，F(xiàn)因子的新拷貝能在接合過程中轉(zhuǎn)移到F-細(xì)胞中去，使F-細(xì)胞轉(zhuǎn)變成F+細(xì)胞，在接合管形成后，F(xiàn)DNA雙鏈之一被切斷，從斷端轉(zhuǎn)移到F-細(xì)胞，在那里發(fā)生DNA復(fù)制。當(dāng)F因子復(fù)制完成后，F(xiàn)-變成F+ (圖，動(dòng)畫)。 10/3/2

18、0225310/3/202254F+細(xì)菌和F-細(xì)菌接合10/3/2022552. F因子及其在雜交中的行為當(dāng)Hfr F-接合時(shí)，F(xiàn)-細(xì)菌很少轉(zhuǎn)變成Hfr，這是因?yàn)楫?dāng)Hfr與F-接合時(shí)，整合的FDNA從一端被內(nèi)切酶切成單鏈切口，細(xì)菌染色體由這一小段單鏈的F因子作為前導(dǎo)轉(zhuǎn)移到F-受體，一邊進(jìn)入一邊合成，在大多數(shù)情況下，只有一小部分細(xì)菌染色體轉(zhuǎn)移，接合即出現(xiàn)中斷，受體細(xì)胞仍保持為F-，因?yàn)镕因子仍留在供體內(nèi)。(動(dòng)畫) 10/3/202256Hfr和F-接合10/3/2022572. F因子及其在雜交中的行為當(dāng)F+或Hfr的細(xì)菌染色體進(jìn)入F-后，在一個(gè)短時(shí)期內(nèi)，F(xiàn)-細(xì)胞中對某些位點(diǎn)來說總有一段二倍體的

19、DNA。這樣的細(xì)菌稱為部分二倍體或部分合子。新染色體的DNA稱為供體外基因子，而宿主的染色體則稱為受體內(nèi)基因子，部分二倍體中發(fā)生單數(shù)交換，可使環(huán)狀染色體打開，產(chǎn)生一個(gè)線性染色體，這種細(xì)胞不能成活，只有發(fā)生偶數(shù)的交換，才能產(chǎn)生遺傳的重組體和片段。(圖，動(dòng)畫) 10/3/20225810/3/202259部分二倍體中的單交換10/3/202260部分二倍體中的雙交換10/3/2022612. F因子及其在雜交中的行為10/3/202262(三)、用中斷雜交試驗(yàn) 作染色體連鎖圖 雅科等人在五十年代設(shè)計(jì)了中斷雜交試驗(yàn)，以證明接合時(shí)遺傳物質(zhì)從供體細(xì)胞的轉(zhuǎn)移是直線式進(jìn)行的，他們把Hfr菌株與F-菌株混合在

20、一起進(jìn)行雜交培養(yǎng)。 Hfr菌株的基因型是：strs azir tonAr galb+ lac+ F- 菌株的基因型是：strr azis tonAs galb- lac- str代表鏈霉素，s代表敏感性，r代表抗性，+代表原養(yǎng)型或抗性，- 代表營養(yǎng)缺陷型。 10/3/202263(三)、用中斷雜交試驗(yàn) 作染色體連鎖圖 每隔一定時(shí)間取樣，把菌液放在食物攪拌器內(nèi)攪拌，以中斷雜交。經(jīng)過稀釋，接種到含有鏈霉素的完全培養(yǎng)基上，這樣將殺死所有Hfr細(xì)胞，然后對形成菌落的F-細(xì)胞用影印培養(yǎng)法測試其基因型，以便確定每個(gè)基因轉(zhuǎn)移到F-細(xì)胞的時(shí)間(如圖)。 10/3/202264(三)、用中斷雜交試驗(yàn) 作染色體連

21、鎖圖 每隔一定時(shí)間取樣，把菌液放在食物攪拌器內(nèi)攪拌，以中斷雜交。經(jīng)過稀釋，接種到含有鏈霉素的完全培養(yǎng)基上，這樣將殺死所有Hfr細(xì)胞，然后對形成菌落的F-細(xì)胞用影印培養(yǎng)法測試其基因型，以便確定每個(gè)基因轉(zhuǎn)移到F-細(xì)胞的時(shí)間(如圖)。 10/3/202265*(三)、中斷雜交試驗(yàn)作圖10/3/202266*(三)、中斷雜交試驗(yàn)作圖10/3/202267(三)、用中斷雜交試驗(yàn) 作染色體連鎖圖 上圖表示利用這個(gè)方法所獲得的結(jié)果，混合9分鐘后取樣時(shí)，開始出現(xiàn)少量對疊氮化物有抗性的菌落，說明抗疊氮化物的基因此時(shí)已進(jìn)入F-細(xì)胞中，但對T1噬菌體來說，全部F-細(xì)胞還屬于敏感型，說明tonA基因還沒有進(jìn)入F-細(xì)胞

22、中?；旌?1分鐘后，才開始出現(xiàn)抗噬菌體T1的F-細(xì)菌。混合18分鐘和24分鐘取樣時(shí)，又分別出現(xiàn)乳糖發(fā)酵和半乳糖發(fā)酵的基因。這說明Hfr菌株的基因是按一定的線性順序依次進(jìn)入F-菌株，也就是說，染色體從原點(diǎn)開始以直線方式進(jìn)入F-細(xì)胞的。 10/3/202268(三)、用中斷雜交試驗(yàn) 作染色體連鎖圖 根據(jù)中斷雜交的實(shí)驗(yàn)，以Hfr基因在F-細(xì)胞中出現(xiàn)的時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)，可以作出大腸桿菌的連鎖遺傳圖。用不同的Hfr菌株進(jìn)行中斷雜交實(shí)驗(yàn)所作出的大腸桿菌基因連鎖圖，其基因進(jìn)入F-細(xì)胞的轉(zhuǎn)移的順序不大相同。這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步說明F因子和細(xì)菌染色體都是環(huán)狀的，而Hfr細(xì)胞染色體的形成，則因F因子插入環(huán)狀染色體的不同位置，

23、因而形成了不同的轉(zhuǎn)移原點(diǎn)和轉(zhuǎn)移方向(如圖)。10/3/20226910/3/202270(四)、重組作圖 如果兩個(gè)基因間的轉(zhuǎn)移時(shí)間小于2分鐘，用中斷雜交法所得的圖距不太可靠，應(yīng)采用傳統(tǒng)的重組作圖法。例如，有兩個(gè)緊密連鎖的基因lac-(乳糖不發(fā)酵)和ade-(腺嘌呤缺陷型)，為了求得兩個(gè)基因間的距離，可采用Hfr lac+ ade+和F- lac- ade-的雜交實(shí)驗(yàn)。用完全培養(yǎng)基但不加腺嘌呤，可以選出F- ade+的菌落。 10/3/202271(四)、重組作圖 由于ade進(jìn)入F-細(xì)胞的順序較lac為晚，因此只要ade進(jìn)入F-細(xì)胞，lac自然也已經(jīng)進(jìn)入。如果選出ade+同時(shí)也是lac+，說明l

24、ac和ade間沒有發(fā)生過交換。如果是lac-，說明兩者之間發(fā)生過交換。(動(dòng)畫) 10/3/202272重組作圖10/3/202273(四)、重組作圖 兩基因間的重組值約等于22%。而這兩個(gè)位點(diǎn)間的時(shí)間單位約為1分鐘，可見1個(gè)時(shí)間單位(分鐘)大約相當(dāng)于20%的重組值。根據(jù)大腸桿菌接合實(shí)驗(yàn)的研究，利用中斷雜交，基因重組等方法已繪制出大腸桿菌K12的環(huán)狀遺傳圖。 10/3/202274三、性導(dǎo)與F因子性導(dǎo)是指接合時(shí)由F因子所攜帶的外源DNA整合到細(xì)菌染色體的過程。F因子整合到宿主細(xì)菌染色體過程是可逆的，當(dāng)發(fā)生環(huán)出時(shí)，F(xiàn)因子又重新離開染色體，然而F因子偶然環(huán)出時(shí)不夠準(zhǔn)確，它攜帶有大腸桿菌染色體的一些基

25、因，這種F因子稱為F因子(圖，動(dòng)畫)。10/3/20227510/3/202276F因子10/3/202277三、性導(dǎo)與F因子雅科等發(fā)現(xiàn)一個(gè)特殊的Hfr菌株能把lac+等位基因高頻率地轉(zhuǎn)移到F lac-受體，F(xiàn)因子攜帶lac+基因進(jìn)入受體細(xì)胞，在lac位點(diǎn)成為部分二倍體，F(xiàn)lac+/lac-，它的表現(xiàn)型是lac+。部分二倍體Flac+/lac-不穩(wěn)定，F(xiàn)因子可能丟失，產(chǎn)生lac-單倍體，或是在F和染色體間重組產(chǎn)生穩(wěn)定的lac+。 10/3/202278三、性導(dǎo)與F因子由性導(dǎo)產(chǎn)生的部分二倍體，一方面為確定等位基因顯隱性關(guān)系提供了重要方法，另一方面由于分離出大量的F因子，每個(gè)F因子攜帶不同的大腸桿

26、菌的基因，包括全部染色體基因，因此，并發(fā)性導(dǎo)是建立遺傳圖的另一手段，即兩個(gè)位點(diǎn)必須密切相連才能處在同一個(gè)F因子上。這樣通過兩個(gè)位點(diǎn)間重組頻率的計(jì)算就可以獲得每個(gè)片段的連鎖群。 10/3/202279第三節(jié) 噬菌體的遺傳分析 一、烈性噬菌體二、溫和噬菌體三、轉(zhuǎn)導(dǎo)10/3/202280一、烈性噬菌體 遺傳學(xué)上應(yīng)用較廣泛的是大腸桿菌的T偶數(shù)系列噬菌體。它們的外貌都象蝌蚪狀(如圖)。T偶數(shù)系列噬菌體具有六角形的頭部，其內(nèi)部含有雙鏈DNA分子，尾部包括一個(gè)中空的針狀結(jié)構(gòu)及外鞘。末端是基板，由尾絲及尾針組成。10/3/20228110/3/202282一、烈性噬菌體 T偶數(shù)系列噬菌體的尾絲附著在大腸桿菌表面時(shí)，通過尾鞘的收縮將噬菌體DNA經(jīng)中空尾部注入寄主細(xì)胞，破壞寄主細(xì)胞的遺傳物質(zhì)，并合成大量的噬菌體DNA和蛋白質(zhì)，組成許多新的子噬菌體，最后使細(xì)菌裂解，釋放出無數(shù)個(gè)子噬菌體。所以這樣的T偶數(shù)系列噬菌體稱為烈性噬菌體。10/3/20228310/3/202284二、溫和噬菌體 溫和噬菌體侵入細(xì)菌后，細(xì)菌并不裂解，即它們有溶源性的生活周期。例如和P1噬菌